第8章-細(xì)菌的遺傳分析PPT幻燈片

第一節(jié)細(xì)菌的細(xì)胞和基因組一、細(xì)菌的細(xì)胞二、細(xì)菌的基因組細(xì)菌:真細(xì)菌（如大腸桿菌）

古細(xì)菌（如詹氏甲烷球菌）

多種形態(tài)存在：球菌（cocci）桿菌（bacilli）螺旋菌（sprilla）等

大小隨種類不同而異：桿菌一般長(zhǎng)1～5?，寬0.5～1?；球菌以直徑大小表示，一般為0.5～1?；

螺旋菌一般長(zhǎng)為1～50?，直徑為0.5～1?。一、細(xì)菌的細(xì)胞細(xì)菌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：其基本結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、染色體、核糖體、細(xì)胞質(zhì)及內(nèi)含物。特殊結(jié)構(gòu)如莢膜和鞭毛。

大腸桿菌基因組長(zhǎng)4.7×106bp，在松弛狀況：1300μm長(zhǎng)，是其細(xì)胞長(zhǎng)度的1000倍，必須壓縮最少1000倍后才能裝入細(xì)胞中。實(shí)驗(yàn)證明：在DNA分子進(jìn)行折疊和螺旋化過(guò)程中還依賴于RNA分子的作用。

除了含有一條染色體外，大部分細(xì)菌還含有小的環(huán)狀的DNA分子(質(zhì)粒)。質(zhì)粒的復(fù)制獨(dú)立于細(xì)菌染色體。

第二節(jié)大腸桿菌的突變型

及其篩選一、大腸桿菌的突變類型二、細(xì)菌的培養(yǎng)與突變體篩選一、大腸桿菌的突變類型

1、合成代謝功能的突變型野生型品系在基本培養(yǎng)基上具有合成所有代謝和生長(zhǎng)所必需的復(fù)雜有機(jī)物的功能，這稱為合成代謝功能。這需要大量基因的表達(dá)，其中任何一個(gè)必需基因突變都會(huì)阻礙整個(gè)合成代謝功能的實(shí)現(xiàn)，這種突變型也稱為營(yíng)養(yǎng)缺陷型。

2、分解代謝功能的突變型野生型品系能利用比葡萄糖復(fù)雜的不同碳源，因?yàn)樗苁箯?fù)雜的糖類轉(zhuǎn)化成葡萄糖或其他簡(jiǎn)單的糖類，也能將復(fù)雜分子，如氨基酸或脂肪酸降解為乙酸或三羧酸循環(huán)的中間物。這些降解功能稱為分解代謝功能。這也需要許多相關(guān)基因的表達(dá)，其中任何一個(gè)基因的突變都會(huì)影響降解功能的實(shí)現(xiàn)。這種突變型稱為分解代謝功能的突變型。3、抗性突變型細(xì)菌由于某基因的突變而對(duì)某些噬菌體或抗生素產(chǎn)生抗性，對(duì)噬菌體的抗性突變往往是以某種方式改變細(xì)菌的膜蛋白，從而某種噬菌體不能吸附或吸附在這種突變細(xì)菌上的能力降低。細(xì)菌對(duì)各種抗生素的抗性機(jī)制各不相同?？规溍顾赝蛔冃偷暮颂求w30S亞基的S12蛋白不再和鏈霉素結(jié)合，因此抗性突變細(xì)菌可以在鏈霉素存在的情況下，進(jìn)行正常的翻譯作用和正常的分裂繁殖。二、細(xì)菌的培養(yǎng)與突變體篩選

細(xì)菌的培養(yǎng)方法

基本培養(yǎng)基：僅能滿足微生物野生型菌株生長(zhǎng)

需要的培養(yǎng)基，稱為基本培養(yǎng)基。

完全培養(yǎng)基：凡可滿足一切營(yíng)養(yǎng)缺陷型菌株?duì)I

養(yǎng)需要的天然或者半天然培養(yǎng)基

，稱為完

全培養(yǎng)基。一般可在基本培養(yǎng)基中加入富

含氨基酸，維生素和堿基之類的天然物質(zhì)

配制而成。

細(xì)菌的培養(yǎng)有兩種方法：液體培養(yǎng)基培養(yǎng)法和固體培養(yǎng)基表面培養(yǎng)法。固體培養(yǎng)法有利于細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)。固體培養(yǎng)基上每個(gè)單獨(dú)的菌落就是一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞的克隆。影印培養(yǎng)法分離突變體菌株：

第三節(jié)細(xì)菌的遺傳分析

一、接合二、F因子三、中斷雜交與重組作圖四、F’因子與性導(dǎo)五、轉(zhuǎn)化與作圖六、轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖

細(xì)菌中，大腸桿菌（E.coli）是最為廣泛的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料。細(xì)菌遺傳物質(zhì)的傳遞可以通過(guò)三種途徑來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)：

1）接合(conjugation)：通過(guò)供體與受體之間的接觸而傳遞DNA。

2）轉(zhuǎn)化(transformation)：是指游離的細(xì)菌DNA片段被吸收到不同的細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)(受體)。

3）轉(zhuǎn)導(dǎo)(transduction)：是指一種細(xì)菌的DNA片段經(jīng)過(guò)溫和的或經(jīng)有缺陷的噬菌體傳遞給另一種細(xì)菌。一、接合

經(jīng)細(xì)菌細(xì)胞直接的接觸，把一個(gè)細(xì)胞(供體)的遺傳物質(zhì)傳遞給另一個(gè)細(xì)胞(受體)，從而實(shí)現(xiàn)遺傳重組。

1)細(xì)菌經(jīng)典的雜交實(shí)驗(yàn)細(xì)菌的重組最初是在E.coli中發(fā)現(xiàn)的。1946年Lederberg&Tatum通過(guò)E.coliK12菌株雜交實(shí)驗(yàn)首次證明E.coli的有性生殖和基因重組。不同營(yíng)養(yǎng)缺陷型的大腸桿菌：

A菌株：Met-bio-thr+leu+，需加甲硫氨酸和生物素。

B菌株：Met+bio+thr-leu-，需加蘇氨酸和亮氨酸。A菌株和B菌株?duì)I養(yǎng)缺陷型，不能在基本培養(yǎng)上生長(zhǎng)。A菌株和B菌株混合培養(yǎng)在完全培養(yǎng)基上，幾小時(shí)后離心，涂布在基本培養(yǎng)基上，長(zhǎng)出原養(yǎng)型(Met+bio+thr+leu+)菌落。問(wèn)題：1）這種原養(yǎng)型細(xì)菌的出現(xiàn)可能是培養(yǎng)上的互補(bǔ)，即一些物質(zhì)從一個(gè)品系的細(xì)胞中泄漏出來(lái)而被另一個(gè)品系的細(xì)胞所吸收呢？

2）另一種可能是一個(gè)品系的DNA片段逸出細(xì)胞后，攜帶著相應(yīng)的基因進(jìn)入另一個(gè)品系的細(xì)胞，因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)化作用而產(chǎn)生了上述的營(yíng)養(yǎng)型？1950年Davis的U型管實(shí)驗(yàn)

他用一個(gè)U型管，在底部用一塊細(xì)菌過(guò)濾器隔開。U型管兩臂中分別為營(yíng)養(yǎng)缺陷型品系A(chǔ)和B，使它們繁殖到飽和狀態(tài)，同時(shí)在U型管的一端交替地吸和壓，使兩臂中的培養(yǎng)液充分混合，但細(xì)菌的兩個(gè)品系的細(xì)胞卻不會(huì)接觸。在U型管中培養(yǎng)一些時(shí)間后，再?gòu)膬啥朔謩e取細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)，沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)細(xì)菌能在基本培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。Lederberg和Tatum認(rèn)為兩個(gè)親本細(xì)菌在基因重組過(guò)程中起著同等作用。

Hayes則證明：E.coli遺傳物質(zhì)的傳遞方式與具有典型減數(shù)分裂的生物不同。例如：兩個(gè)親本類型對(duì)后代的遺傳貢獻(xiàn)并不相等，有些親本基因的組合會(huì)在后代出現(xiàn)，有一些則不會(huì)出現(xiàn)，而且所有后代中出現(xiàn)的基因都是連鎖的。1952年Hayes的細(xì)菌雜交實(shí)驗(yàn)菌株A：met-thr+leu+thi+菌株B：met+thr-leu-thi-菌株A(經(jīng)鏈霉素處理，不能分裂)與菌株B混合，涂布在基本培養(yǎng)基上，有活下來(lái)的菌落；菌株B(經(jīng)鏈霉素處理，不能分裂)與菌株A混合，涂布在基本培養(yǎng)基上，沒有活下來(lái)的菌落。結(jié)論：

Hayes認(rèn)為E.coli遺傳物質(zhì)的傳遞不是交互進(jìn)行的，而是一種單向轉(zhuǎn)移的結(jié)果。其中品系A(chǔ)作為遺傳物質(zhì)的供體，品系B的細(xì)胞則是遺傳物質(zhì)的受體。當(dāng)兩個(gè)親本細(xì)胞接觸后，供體A的遺傳物質(zhì)進(jìn)入受體B的細(xì)胞中，緊接著遺傳重組現(xiàn)象就在受體品系B的細(xì)胞中發(fā)生。供體品系相當(dāng)于雄性，受體品系則相當(dāng)于雌性。二、F因子

F因子

Hayes提出在E.coli兩個(gè)品系間遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是通過(guò)一個(gè)SexfactorF（致育因子）介導(dǎo)進(jìn)行的。攜帶F因子的菌株稱為供體菌或雄性，用F＋表示。未攜帶F因子的菌株為受體菌或雌性，用F－表示?，F(xiàn)在已經(jīng)證實(shí)F因子是一種質(zhì)粒，大約包含100個(gè)基因。

F因子的遺傳結(jié)構(gòu)

1)原點(diǎn)：轉(zhuǎn)移的起點(diǎn)；

2)形成接合管的基因群：與接合有關(guān)；

3)DNA復(fù)制酶基因：與自我復(fù)制有關(guān)；

4)插入序列：與其插入細(xì)菌染色體的過(guò)

程有關(guān)。

在細(xì)菌接合過(guò)程中接合管連接F+和F-細(xì)胞。接合管根據(jù)F因子存在的方式，E.Coli可以分為4種菌株：

F-菌株：不帶有F因子的菌株，作為受體接受遺傳物質(zhì)。

F+菌株：帶有F因子的菌株，作為供體提供遺傳物質(zhì)。

Hfr菌株：高頻重組菌株，F(xiàn)因子通過(guò)配對(duì)交換，整合到細(xì)菌染色體上。

F’菌株：帶有F’因子的菌株，既可轉(zhuǎn)移供體的染色體片段又可轉(zhuǎn)移F因子。細(xì)菌接合重組的特點(diǎn):1)F-受體細(xì)胞只接受供體的部分染色體，這樣的細(xì)胞稱為部分二倍體。在這種部分二倍體細(xì)胞中，供體提供的部分基因組稱為外基因子，而受體提供完整的基因組，受體完整的基因組統(tǒng)稱內(nèi)基因子。這種重組不同于真核生物的完整二倍體重組。

2）如果內(nèi)外基因子之間發(fā)生單交換，則環(huán)狀染色體被破壞，形成的線狀染色體不能復(fù)制，因而含有這種線狀染色體的細(xì)胞不能繁殖。3）偶數(shù)次交換才能產(chǎn)生有活性的重組子和線狀片段。線狀片段不能復(fù)制，隨著細(xì)胞分裂而被丟失。因此不會(huì)出現(xiàn)相反的重組子。返回1返回2三、中斷雜交與重組作圖

1、中斷雜交實(shí)驗(yàn)法：(Wollman&Jacob，1950)Hfr：thr+leu+azirtonrlac+gal+strs，

F-：thr-leu-azistonslac-gal-strr

中斷雜交實(shí)驗(yàn)的步驟②中斷接合③殺死Hfr④檢查F-所含供體基因①接合⑤作圖

遺傳分析要求鑒別重組受體，所以需要用一種方法排除供體細(xì)胞。一般的方法是選用帶有選擇標(biāo)記的F-受體。選擇標(biāo)記是指在中斷雜交實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，通過(guò)生長(zhǎng)條件所選擇的轉(zhuǎn)移標(biāo)記（如thr+和leu+）；反選擇標(biāo)記則指用來(lái)阻遏供體生長(zhǎng)的標(biāo)記（如strs）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Hfr的未選擇性標(biāo)記基因進(jìn)入F－所需時(shí)間：分種轉(zhuǎn)移的Hfr基因＜90

9azir11azirtonr18azirtonrLac+25azirtonrLac+gal+從Hfr菌株的基因在F－細(xì)菌中出現(xiàn)開始，隨著時(shí)間的推移，具有這一基因的菌落逐漸增加，直到某一百分?jǐn)?shù)為止?；虺霈F(xiàn)的時(shí)間愈早，它所達(dá)到百分?jǐn)?shù)也愈高。

上述四個(gè)基因在混合后24分鐘內(nèi)，以一定的順序和時(shí)間間隔，先后從Hfr進(jìn)入F－的細(xì)菌中去。染色體從一端開始，這一端稱為原點(diǎn)(origin)或O，以線性方式進(jìn)入F－細(xì)胞中，基因離開原點(diǎn)越遠(yuǎn)，進(jìn)入F－細(xì)胞越遲。根據(jù)中斷雜交技術(shù)，用雜交后Hfr基因最初在受體細(xì)菌中出現(xiàn)的時(shí)間作為指標(biāo)，可以作連鎖圖。這里距離的單位是分鐘，如ton在azi開始進(jìn)入F－細(xì)胞后2分鐘進(jìn)入，那么azi和ton相隔2單位。

0510152025

azitonLacgal如果讓Hfr×F－雜交繼續(xù)進(jìn)行，長(zhǎng)達(dá)二小時(shí)然后使之中斷，發(fā)現(xiàn)某些F－受體轉(zhuǎn)變?yōu)镠fr。這說(shuō)明Hrf的全部基因已轉(zhuǎn)移完畢，排在最后的F因子最后轉(zhuǎn)移到受體，使它成為供體，但效率很低，是線性染色體的最后一個(gè)單位，我們可得下圖：

0azitonLacgalF大腸桿菌的染色體呈環(huán)形

Wollman和Jocob用不同的Hfr菌株進(jìn)行中斷雜交試驗(yàn)，都可作成連鎖圖，可是基因轉(zhuǎn)移的順序、轉(zhuǎn)移起點(diǎn)和轉(zhuǎn)移方向都很不相同：HfrH

OthrprolacpurgalhisglythiF

1OthrthiglyhisgalpurlacproF

2OprothrthiglyhisgalpurlacF

3OpurlacprothrthiglyhisgalFAB312OthithrprolacpurgalhisglyF規(guī)律：

任一行中任何一對(duì)相鄰的基因在其他各行中也是相鄰的。例如：his基因總是一邊為gal，另一邊為gly。每個(gè)Hfr菌系的基因排列順序都是相同的，所不同的是O點(diǎn)的位置都有改變，基因轉(zhuǎn)移的方向不盡相同，致育因子（F）最后轉(zhuǎn)移。結(jié)論：1）F因子的插入方向?qū)Q定Hfr染色體的極性。

2）插入F因子的一端將是origin（原點(diǎn)），從原點(diǎn)Hfr染色體的轉(zhuǎn)移開始；在F因子的另一端為終止點(diǎn)（terminus）可能并不被轉(zhuǎn)移，除非整個(gè)染色體都被轉(zhuǎn)移。2、重組作圖法1）適用范圍：

在中斷雜交試驗(yàn)中，根據(jù)基因轉(zhuǎn)移的先后次序，以時(shí)間為單位求出各基因間的距離－－時(shí)間單位法。兩基因轉(zhuǎn)移時(shí)間間距小于2分鐘時(shí)，中斷雜交法的圖距不精確，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法。

2）原理如果兩基因緊密連鎖，那么在知道這兩個(gè)基因轉(zhuǎn)移的先后順序的前提下，后轉(zhuǎn)移進(jìn)去的基因發(fā)生了重組，那么先轉(zhuǎn)移進(jìn)去的基因一定也已經(jīng)轉(zhuǎn)移進(jìn)去。在此基礎(chǔ)上，用選擇性培養(yǎng)基進(jìn)一步挑選重組子中的重組子。3）Hfr：lac+ade+Strs

F-：lac-ade-Strr

混合培養(yǎng)用含有Str的基本培養(yǎng)基挑出ade+Strr重組子再用EMB培養(yǎng)基區(qū)分lac+和lac-注：在含有鏈霉素的基本培養(yǎng)基上，Hfr細(xì)菌被殺死，因其為strs。未雜交的F－也死亡，因?yàn)槭莂de-。所以選出來(lái)的重組子都是ade+strr。因?yàn)閍de+是在Lac+之后進(jìn)F－細(xì)胞，所以我們選出的F－：ade+strr一定是由同時(shí)得到Lac+和ade+的部分二倍體起源的。

lac+ade+

lac-ade-外基因子

內(nèi)基因子

F-：ade+lac+，則說(shuō)明未發(fā)生交換，為重組子中的親組合。

lac+ade+

lac-ade-

lac+ade+

F-：ade+lac-，則說(shuō)明基因間發(fā)生交換，為重組子中的重組子。

lac+ade+

lac-ade-

lac-ade+重組值計(jì)算lac-ade之間的圖距為：

(Lac-ade+)（Lac-ade+）

(lac+ade+)+(lac-ade+)ade+注：

選擇在腺甘酸缺乏的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的類型。它們表明ade基因已轉(zhuǎn)入細(xì)胞。選出的lac-ade+類型即是重組子，而lac-ade+表型就是lac和ade發(fā)生交換的結(jié)果?？捎么藖?lái)計(jì)算重組值。中斷雜交作圖與重組作圖結(jié)果的關(guān)系

用時(shí)間單位法測(cè)得這兩個(gè)基因間的距離是1分鐘，用重組法測(cè)得的重組值是20％。用重組率（RF）所測(cè)得的基因間距離與用中斷雜交以時(shí)間（T）為單位的基因間距離基本上是一致的。它們之間關(guān)系大約是1min等于20個(gè)圖距單位（cM）。所以大致上是1個(gè)時(shí)間單位（1分鐘）相當(dāng)于20％重組值。

大腸桿菌染色體全長(zhǎng)約100min，含4×106

核苷酸對(duì)，所以總圖距相當(dāng)于2000cM，故1cM≈2000bp。這種接合重組作圖在短距離內(nèi)是有效的。四、F’因子與性導(dǎo)F'因子：能使Hfr轉(zhuǎn)變?yōu)镕+，F(xiàn)'因子

能整合，能切離，是帶有部分細(xì)

菌染色體的F因子。性導(dǎo)：利用F'因子形成部分二倍體

，叫做性導(dǎo)。五、轉(zhuǎn)化與作圖1、轉(zhuǎn)化

1928年，Griffith的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1944年，Avery的單因子轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)粗糙型

肺炎雙球菌光滑型的DNA光滑型

轉(zhuǎn)化：細(xì)菌細(xì)胞攝取周圍游離的外源DNA片段，通過(guò)同源區(qū)段的交換而實(shí)現(xiàn)基因重組。進(jìn)行轉(zhuǎn)化的一般步驟：1）提取供體的DNA并進(jìn)行純化；2）斷裂成小的雙鏈DNA片段；3）加到受體細(xì)菌的培養(yǎng)液中。

供體的DNA片段被受體細(xì)胞所接受，同源區(qū)發(fā)生重組最后使受體基因型發(fā)生變化。雙鏈DNA的轉(zhuǎn)化過(guò)程在轉(zhuǎn)化時(shí)：①一般要對(duì)受體細(xì)胞進(jìn)行處理：化學(xué)處理或用強(qiáng)電場(chǎng)處理（電穿孔）。目的是增加受體細(xì)胞膜對(duì)供體DNA的可透性。②制備感受態(tài)細(xì)胞：能吸取DNA分子而被轉(zhuǎn)化的細(xì)菌細(xì)胞叫做感受態(tài)細(xì)胞。在某一細(xì)菌群體中，只有極少數(shù)細(xì)胞是感受態(tài)的，它們具有感受因子，可能是細(xì)胞表面的一種蛋白質(zhì)或是一種轉(zhuǎn)化酶，它參與DNA的吸收。2、轉(zhuǎn)化與作圖

通過(guò)轉(zhuǎn)化可以測(cè)定基因連鎖、基因順序和圖距。1）基因連鎖關(guān)系的確定相距很遠(yuǎn)的二個(gè)基因很難同時(shí)存在于一個(gè)DNA片段中，若兩個(gè)基因的二個(gè)片段同時(shí)進(jìn)入受體，一般不能同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。兩個(gè)基因緊密連鎖時(shí)，它們就有較多的機(jī)會(huì)包括在同一個(gè)DNA片段中，并同時(shí)整合到受體染色體里——共轉(zhuǎn)化（cotransformation），共轉(zhuǎn)化的基因一般是連鎖的。（見圖8.21）2）基因順序的確定例如：如果基因p和q常常一起傳遞到受體，這樣兩個(gè)基因可能是相對(duì)地緊密連鎖，同樣基因q和基因o也經(jīng)常一起傳遞到受體細(xì)胞。這兩個(gè)基因也是彼此連鎖的。理論上這3個(gè)基因有兩種可能的順序：p-o-q和p-q-o。若順序是p-o-q，這樣p和o必將共轉(zhuǎn)化,因?yàn)樗鼈儽萷和q靠得更緊密。結(jié)果表明沒有p和o的共轉(zhuǎn)化，說(shuō)明基因順序肯定是p－q－o。(見圖8.4）3）圖距的測(cè)定例1：在一個(gè)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，用a+b+品系的供體DNA，轉(zhuǎn)化基因型ab的受體品系，得到的轉(zhuǎn)化類型和數(shù)目：

a+b+307a+b215ab+278轉(zhuǎn)化子的總數(shù)是800，(用a+作為選擇)問(wèn)b位點(diǎn)與a位點(diǎn)共轉(zhuǎn)化的頻率是多少？

解：a+基因與b+基因共轉(zhuǎn)化的頻率用整個(gè)a+轉(zhuǎn)化子數(shù)目以及a+和b+轉(zhuǎn)化子數(shù)目的值來(lái)計(jì)算。

a+b+共轉(zhuǎn)化子數(shù)307，a+轉(zhuǎn)化子有兩種a+b+（307）和a+b(215)總數(shù)是522。ab+類型與所提問(wèn)題不相關(guān)，因?yàn)閷?duì)于a+來(lái)說(shuō)它們不是轉(zhuǎn)化子，所以a+和b+共轉(zhuǎn)化的頻率是：307/522×100％＝58.8%×100%

例2：用枯草桿菌的一個(gè)菌株trp2+his2+tyr1+作

供體，提取DNA，向受體trp2-his2-try1-菌株進(jìn)行了

轉(zhuǎn)化，得到轉(zhuǎn)化子類型如下：

座位

轉(zhuǎn)化子類別

trp2

＋

－

－

－

＋

＋

＋

his2

＋

＋

－

＋

－

－

＋

try1

＋

＋

＋

－

－

＋

－

數(shù)量

11940366068541826001071180

問(wèn)基因間的重組值如何？三個(gè)基因的次序如何？

解：在轉(zhuǎn)化體中數(shù)目最多的是三個(gè)座位同時(shí)被轉(zhuǎn)化的類別，這說(shuō)明trp2、his2和tyr1三個(gè)座位在染色體上靠得很近，需要強(qiáng)調(diào)的是在計(jì)算trp2-his2之間的重組值時(shí)，trp2-his2-座位看成沒有機(jī)會(huì)和帶有這兩個(gè)基因的供體DNA片段相遇的細(xì)胞，計(jì)算時(shí)不能考慮（按同樣道理相反的——重組子都不能計(jì)算在內(nèi)，即相反的重組子不存在）。RFtrp2－h(huán)is2=(3660＋418＋2600＋107)/(11940+107+3660+418+2600+1180)＝6785/19905＝34%RFtrp2－tyr1=(3660＋685＋2600＋1180)/(11940+107+3660+685+2600+1180)＝8125/20172＝40%RFhis2－tyr1=(685+418+107+1180)/(11940＋3660＋695＋418＋107＋1180)

＝2390/17990＝13%計(jì)算表明，三個(gè)基因的次序是trp2his2tyr1

trp2

his2tyr13413轉(zhuǎn)化時(shí)細(xì)菌染色體的重組和接合時(shí)的重組一樣，相反的重組體不存在，只有雙交換和偶數(shù)的多交換才有效。六、轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖轉(zhuǎn)導(dǎo)：是指以噬菌體為媒介將供體細(xì)菌

DNA導(dǎo)入到受體細(xì)菌并發(fā)生遺傳重

組的過(guò)程。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)：供體細(xì)菌染色體的任何部

分都可以組裝到轉(zhuǎn)導(dǎo)顆粒中，從而

可以轉(zhuǎn)移到受體細(xì)菌中。特異性轉(zhuǎn)導(dǎo)：溫和噬菌體進(jìn)行的轉(zhuǎn)導(dǎo)，

只能轉(zhuǎn)導(dǎo)部分基因。普遍性轉(zhuǎn)導(dǎo)與作圖共轉(zhuǎn)導(dǎo)：兩個(gè)基因同時(shí)被包裝到一個(gè)轉(zhuǎn)

導(dǎo)顆粒，從而一起重組到受體細(xì)菌

的染色體上。共轉(zhuǎn)導(dǎo)的頻率愈高，表明兩個(gè)基因在染色體上的距離愈近，連鎖愈密切；相反如果兩個(gè)基因的共轉(zhuǎn)導(dǎo)很低，說(shuō)明其距離較遠(yuǎn)。因此，測(cè)定兩基因的共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率就可以確定基因之間的次序和距離。二因子作圖供體受體共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率

a+b+ab30%ab近

a+c+ac35%ac近，a在bc之間

b+c+bc3%bc遠(yuǎn)三因子作圖例如：供體的基因型為a+b+c+，受體的基因型a－b－c－，在一個(gè)三因子轉(zhuǎn)導(dǎo)雜交實(shí)驗(yàn)中，將產(chǎn)生各種不同的轉(zhuǎn)導(dǎo)體。由于兩個(gè)基因(a+b+或b+c+)共轉(zhuǎn)導(dǎo)的機(jī)率和它們之間的距離成反比。即二基因距離愈近就愈可能被包裝到同一個(gè)轉(zhuǎn)導(dǎo)子中并共同轉(zhuǎn)移到同一個(gè)受體細(xì)胞中，形成一個(gè)共轉(zhuǎn)導(dǎo)子a+b+。例：用E.coli：trpA+supC+pyrF+供體細(xì)胞和trpA-supC-pyrF-作為受體，由P1噬菌體進(jìn)行三因子轉(zhuǎn)導(dǎo)雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果：轉(zhuǎn)導(dǎo)型數(shù)目supC+trpA+pyrF+36supC+trpA+pyrF-114supC+trpA-pyrF+0supC+trpA-pyrF-453問(wèn)：它們的基因順序？共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率？解：上述三個(gè)基因在遺傳圖上的順序可以從第3種轉(zhuǎn)導(dǎo)型上立即判斷出來(lái)，因?yàn)樗臄?shù)目最少(等于0)。三個(gè)基因的次序?yàn)閟upCtrpApyrF。

supC+和trpA+二基因共轉(zhuǎn)導(dǎo)形成第1和第2兩種轉(zhuǎn)導(dǎo)型，因此supC和trpA的共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率是：36+114/603=0.25。同理，supC和pyrF的共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率36/603=0.06。

共轉(zhuǎn)導(dǎo)頻率愈高說(shuō)明兩基因靠得愈緊，反之則愈遠(yuǎn)。第三節(jié)細(xì)菌同源重組的機(jī)制一、細(xì)菌同源重組的特點(diǎn)二、細(xì)菌同源重組的分子機(jī)制一、細(xì)菌同源重組的特點(diǎn)

細(xì)菌的接合、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)都是同源重組，這種重組不同于真核生物的完整二倍體重組。細(xì)菌的重組是發(fā)生在一個(gè)完整的環(huán)狀雙鏈DNA分子和一個(gè)單鏈或雙鏈DNA片段之間，而且沒有相反的重組子。二、細(xì)菌同源重組的分子機(jī)制

1、RecBCD識(shí)別chi序列引發(fā)重組chi位點(diǎn)：recBCD基因編碼酶的識(shí)別位點(diǎn)，可以促進(jìn)附近區(qū)域重組。5’GCTGGTGG3’3’CGACCACC5’recBCD：提供游離的3’單鏈末端（重組條件）。

1）降解DNA，核酸酶活性；2）解旋酶活性；3）ATP酶活性。

返回2、RecA催化單鏈同化RecA：DNA鏈轉(zhuǎn)移蛋白

功能：1）促進(jìn)SOS反應(yīng)中的蛋白酶活性；2）促進(jìn)DNA的單鏈與雙鏈DNA分子中的互補(bǔ)鏈之間進(jìn)行堿基配對(duì)；

條件：1）ATP；2）單鏈DNA。RecA可使一條DNA單鏈置換其同源單鏈的反應(yīng)稱為單鏈同化。

發(fā)生條件：

1）其中一個(gè)DNA分子必須有單鏈區(qū)域；2）其中一個(gè)DNA分子必須有游離的3’區(qū)域；3)該單鏈區(qū)域和3’端必須位于這兩個(gè)分子的互補(bǔ)區(qū)域。一條線性單鏈或環(huán)形單鏈入侵一條雙鏈DNA分